數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)匯報(bào)人：AA2024-01-19Contents目錄數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議與設(shè)備局域網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用廣域網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)管理與安全策略數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)01數(shù)據(jù)通信是指在不同計(jì)算機(jī)或終端之間，以二進(jìn)制形式進(jìn)行信息交換和傳輸?shù)倪^程。從早期的電報(bào)、電話通信，到現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信，數(shù)據(jù)通信經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程，不斷推動(dòng)著信息技術(shù)的進(jìn)步。數(shù)據(jù)通信概念及發(fā)展歷程發(fā)展歷程數(shù)據(jù)通信定義并行傳輸與串行傳輸并行傳輸是同時(shí)傳輸多個(gè)比特，而串行傳輸是逐位傳輸比特。同步傳輸與異步傳輸同步傳輸依賴于外部時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而異步傳輸則通過每個(gè)字符的起始和停止位來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?。特點(diǎn)比較并行傳輸速度快，但成本高、適用于短距離通信；串行傳輸速度慢，但成本低、適用于長(zhǎng)距離通信。同步傳輸效率高，但要求發(fā)送和接收設(shè)備時(shí)鐘嚴(yán)格同步；異步傳輸效率低，但設(shè)備簡(jiǎn)單、適用于不同速率和時(shí)鐘頻率的設(shè)備間通信。數(shù)據(jù)傳輸方式及特點(diǎn)數(shù)據(jù)通信性能指標(biāo)帶寬指信道中能夠傳輸?shù)淖畲箢l率范圍，通常以Hz表示。帶寬越大，數(shù)據(jù)傳輸速率越高。誤碼率指數(shù)據(jù)傳輸過程中發(fā)生錯(cuò)誤的概率，通常以比特錯(cuò)誤率（BER）來衡量。誤碼率越低，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃栽礁?。吞吐量指單位時(shí)間內(nèi)成功傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，通常以bps（比特每秒）或Bps（字節(jié)每秒）表示。吞吐量越大，表示數(shù)據(jù)傳輸?shù)男试礁摺r(shí)延指數(shù)據(jù)從發(fā)送端開始發(fā)送到接收端接收到全部數(shù)據(jù)所需的時(shí)間。時(shí)延越小，表示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性越好。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)02計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由多臺(tái)地理上分散的、具有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)通過通信設(shè)備和線路連接起來，在相應(yīng)軟件支持下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可分為局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）和廣域網(wǎng)（WAN）。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義與分類局域網(wǎng)（LAN）01局域網(wǎng)是一種在小范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間通信和資源共享的網(wǎng)絡(luò)，通常局限于一個(gè)建筑物或校園內(nèi)。局域網(wǎng)具有高數(shù)據(jù)傳輸速率和低誤碼率的特點(diǎn)。廣域網(wǎng)（WAN）02廣域網(wǎng)是一種覆蓋大范圍地理區(qū)域的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，通常跨越城市、國(guó)家甚至全球。廣域網(wǎng)通過公共通信網(wǎng)絡(luò)（如電話線、光纖等）連接遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信和資源共享。互聯(lián)網(wǎng)（Internet）03互聯(lián)網(wǎng)是全球最大的、開放的、由眾多網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。它采用TCP/IP協(xié)議族作為通信標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)概述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備的連接方式和布局。常見的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括星型、環(huán)型、總線型、樹型和網(wǎng)狀型等。不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有不同的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)傳輸介質(zhì)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中用于傳輸數(shù)據(jù)的物理媒介。常見的傳輸介質(zhì)包括雙絞線、同軸電纜、光纖和無線通信等。不同的傳輸介質(zhì)具有不同的傳輸速率、傳輸距離和抗干擾能力等特點(diǎn)。傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與傳輸介質(zhì)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議與設(shè)備03幀同步功能差錯(cuò)控制功能流量控制功能鏈路管理功能數(shù)據(jù)鏈路層功能及服務(wù)通過特定的幀定界符實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的同步傳輸，確保數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。通過滑動(dòng)窗口等機(jī)制，控制發(fā)送方和接收方之間的數(shù)據(jù)傳輸速率，避免數(shù)據(jù)丟失或擁塞。采用差錯(cuò)檢測(cè)和糾正技術(shù)，如循環(huán)冗余檢驗(yàn)（CRC），對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行錯(cuò)誤檢查和糾正。負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持和釋放，確保數(shù)據(jù)在鏈路上的可靠傳輸。常見數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議比較一種局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，廣泛應(yīng)用于企業(yè)、家庭和數(shù)據(jù)中心等場(chǎng)景，具有高速、低成本、易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。以太網(wǎng)協(xié)議（Ethernet）一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，適用于撥號(hào)上網(wǎng)等場(chǎng)景，具有簡(jiǎn)單、高效、可靠的特點(diǎn)。PPP協(xié)議（Point-to-PointProto…一種高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議，適用于廣域網(wǎng)和專用網(wǎng)絡(luò)，提供靈活的幀格式和多種傳輸模式。HDLC協(xié)議（High-LevelDataLin…網(wǎng)卡（NetworkInterfaceCard）：實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的連接，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。在選型時(shí)需考慮接口類型、傳輸速度、兼容性等因素。交換機(jī)（Switch）：一種基于MAC地址識(shí)別進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，適用于局域網(wǎng)內(nèi)部通信。在配置時(shí)需設(shè)置VLAN、端口聚合等功能以滿足不同需求。路由器（Router）：一種基于IP地址進(jìn)行路由選擇的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，適用于不同網(wǎng)絡(luò)之間的通信。在配置時(shí)需設(shè)置路由表、NAT、防火墻等功能以確保網(wǎng)絡(luò)安全和高效傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備選型及配置局域網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用04局域網(wǎng)定義局域網(wǎng)（LAN）是一種在小范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)間通信的網(wǎng)絡(luò)，通常覆蓋一個(gè)建筑物或校園等小范圍區(qū)域。局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層三層，其中物理層負(fù)責(zé)傳輸介質(zhì)和信號(hào)的傳輸，數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的成幀和差錯(cuò)控制，網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的路由和傳輸。局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)主要有IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)，如IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、IEEE802.5令牌環(huán)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)等。局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)是一種基于IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)技術(shù)，采用CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測(cè)）訪問控制方法。以太網(wǎng)中，計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)卡連接到集線器或交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，形成星型或樹型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，先監(jiān)聽信道是否空閑，若空閑則發(fā)送數(shù)據(jù)，否則等待直到信道空閑。接收端在接收到數(shù)據(jù)后進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)，若正確則發(fā)送確認(rèn)幀，否則丟棄該幀。以太網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)包括MAC地址、幀結(jié)構(gòu)、流量控制等。MAC地址是計(jì)算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中的唯一標(biāo)識(shí)，幀結(jié)構(gòu)是以太網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締挝?，流量控制用于防止網(wǎng)絡(luò)擁塞和數(shù)據(jù)丟失。以太網(wǎng)定義以太網(wǎng)工作原理以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)以太網(wǎng)技術(shù)原理與實(shí)現(xiàn)無線局域網(wǎng)（WLAN）是一種利用無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)間通信的網(wǎng)絡(luò)，具有靈活性和移動(dòng)性等優(yōu)點(diǎn)。無線局域網(wǎng)的主要技術(shù)包括IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn)（如802.11a/b/g/n/ac等）、藍(lán)牙、ZigBee等。其中，IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn)是應(yīng)用最廣泛的無線局域網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。無線局域網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛，如家庭網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、公共場(chǎng)所網(wǎng)絡(luò)等。在家庭網(wǎng)絡(luò)中，無線局域網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)電腦、手機(jī)、平板等設(shè)備間的互聯(lián)互通；在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，無線局域網(wǎng)可以方便員工移動(dòng)辦公和會(huì)議等；在公共場(chǎng)所如咖啡廳、圖書館等，無線局域網(wǎng)可以為顧客提供便捷的上網(wǎng)服務(wù)。無線局域網(wǎng)定義無線局域網(wǎng)技術(shù)無線局域網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景無線局域網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用場(chǎng)景廣域網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用05123廣域網(wǎng)（WAN）是一種覆蓋廣闊地理區(qū)域的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，主要提供跨區(qū)域、長(zhǎng)距離的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。廣域網(wǎng)概述廣域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)包括OSI七層模型或TCP/IP五層模型，各層協(xié)議和功能定義了數(shù)據(jù)在廣域網(wǎng)中的傳輸過程。廣域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)廣域網(wǎng)遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）制定的一系列標(biāo)準(zhǔn)，如X.25、幀中繼（FrameRelay）、ATM等。廣域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)廣域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)PPP（Point-to-PointProtocol）是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，用于在兩臺(tái)設(shè)備之間建立直接連接。PPP協(xié)議概述PPP協(xié)議通過LCP（LinkControlProtocol）、NCP（NetworkControlProtocol）等子協(xié)議進(jìn)行鏈路建立、配置、管理和終止等操作。PPP協(xié)議原理PPP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)包括數(shù)據(jù)鏈路層的封裝與解封裝、錯(cuò)誤檢測(cè)與糾正、流量控制等功能，以及網(wǎng)絡(luò)層的IP地址分配、路由選擇等操作。PPP協(xié)議實(shí)現(xiàn)PPP協(xié)議原理與實(shí)現(xiàn)寬帶接入技術(shù)概述寬帶接入技術(shù)是指提供高速數(shù)據(jù)傳輸能力的接入網(wǎng)技術(shù)，包括DSL、CableModem、光纖接入等。DSL（DigitalSubscriberLine）技術(shù)利用現(xiàn)有電話線提供高速數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，具有上下行速率不對(duì)稱的特點(diǎn)，適用于家庭和小型企業(yè)用戶。CableModem技術(shù)利用有線電視網(wǎng)絡(luò)提供寬帶接入服務(wù)，具有共享帶寬、高速下載等特點(diǎn)，適用于需要大流量下載的用戶。光纖接入技術(shù)采用光纖作為傳輸介質(zhì)，提供極高的帶寬和傳輸速率，是未來寬帶接入的主要發(fā)展方向。DSL技術(shù)CableModem技術(shù)光纖接入技術(shù)寬帶接入技術(shù)及應(yīng)用場(chǎng)景網(wǎng)絡(luò)管理與安全策略06網(wǎng)絡(luò)管理定義網(wǎng)絡(luò)管理是指通過一系列技術(shù)手段和工具，對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用進(jìn)行監(jiān)視、控制、配置、故障診斷和性能優(yōu)化，以確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定、高效和安全運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)管理功能網(wǎng)絡(luò)管理的主要功能包括配置管理、故障管理、性能管理、安全管理和計(jì)費(fèi)管理等。這些功能相互關(guān)聯(lián)，共同構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)管理的核心體系。網(wǎng)絡(luò)管理基本概念及功能010203SNMP簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）是一種廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理的協(xié)議，具有簡(jiǎn)單、靈活和易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。SNMP通過定義一系列的管理信息庫（MIB）和操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制。CMIP公共管理信息協(xié)議（CMIP）是一種基于OSI七層模型的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，具有強(qiáng)大的功能和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。CMIP通過定義一系列的管理服務(wù)和操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的全面管理，但實(shí)現(xiàn)難度較大。NETCONF網(wǎng)絡(luò)配置協(xié)議（NETCONF）是一種基于XML的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置和管理協(xié)議，具有良好的可讀性和可擴(kuò)展性。NETCONF通過定義一系列的配置數(shù)據(jù)模型和操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的靈活配置和管理。常見網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議比較網(wǎng)絡(luò)安全策略定義網(wǎng)絡(luò)安全策略是指為保護(hù)網(wǎng)絡(luò)資源免受威脅和攻擊而制定的一系列規(guī)則、原則和技術(shù)措施。網(wǎng)絡(luò)安全策略是網(wǎng)絡(luò)安全的基石，對(duì)于確保網(wǎng)絡(luò)的機(jī)密性、完整性和可用性具有重要意義。